墙体裂缝的生成原因及其形态特征

1、墙体裂缝的生成原因及其形态特征 董学斌 (华北工学院 汾泉公司 ,山西 太原030051)摘 要 :介绍了建筑墙体发生裂缝的原因及其甄别方法 ,分析了地基不均匀沉降 、温度变形 、承载力超载 、设计不当等原 因引起的墙体裂缝的分类特征 。关键词 :砖墙裂缝 ;形态特征 ;形成原因基沉降 、温度应力 、结构超载 、设计缺陷等问题都可能引发 。如何依据裂缝形态准确判断裂缝的生成原 因 ,是我们正确处理墙体裂缝问题的技术关键 。1 . 1根据裂缝的位置区别裂缝原因在房屋纵墙下部出现的斜裂缝或水平裂缝多属 于地基沉降裂缝 ,出现在房屋纵墙顶部附近的斜裂 缝或水平裂缝多属于温度裂缝 ; 若裂缝出现在墙体

2、 应力较大处 (如顶屋或底屋的各个承重部位) 且呈竖 向裂缝 ,则很可能是因为墙体超载引起的 ;出现在底 层窗台上的竖向裂缝可能是温度裂缝 ,也可能是沉降裂缝 ,需要结合其他表现进行甄别 。1 . 2根据裂缝出现的时间区别裂缝原因地基不均匀沉降裂缝大多出现在房屋建成后不 久 ,也有少数工程在施工期间即已产生明显的不均 匀沉降而导致墙体裂缝 ; 超载裂缝大多发生在荷载突然增加的情况 ,如大梁拆除支撑时可能在梁下支 撑部位出现裂缝等 ;温度裂缝则大部分是在经过冬 、 夏季的换季转换后才能出现 。1 . 3根据裂缝发展与变化情况区别裂缝原因一般来讲 ,沉降裂缝随着时间的推移和地基变中图分类号 : t

3、u 754文献标识码 :b引言墙体结构裂缝在建筑工程中较为普遍 ,轻者会 影响建筑物的美观和使用功能 ,并常伴有一些外墙 渗漏水现象 ,重者则会降低或削弱建筑物的强度 、刚 度 、稳定性 、整体性和耐久性 ,甚至发生墙倒屋塌的 严重事故 。因此 ,当发现墙体结构出现裂缝时 ,需要 依据裂缝的形态特征正确的分析判断其生成原因 , 密切跟踪裂缝的发展变化 ,严重的就需要采取必要 的应急措施 。以下就墙体裂缝的形态特征 、生成原 因作一探讨 ,供参考 。判断墙体裂缝成因的甄别方法墙体裂缝常见的形态大致可分为 4 类 ,分别是 斜裂缝 (包括正八字 、倒八字形裂缝) 、竖向裂缝 、水 平裂缝和不规则裂

4、缝 。其生成的原因比较复杂 ,地1(2) 护坡整体倾斜 ,以了解或控制主要部位的位移 ,以监控护坡总体受力和变形 ,防止局部塌陷 。(3) 基坑附近已有建筑物的沉降 、倾斜 ,以了解 基坑开挖过程中周围建筑物的整体变化 ,便于及时 调整挖土进度 ,防止引发周围建筑物不均匀沉降 。(4) 基坑降水井水位测量 ,以了解基坑地下水位 高低 ,及时排出高于设计水位的地下水 。4 . 2施工监测方法(1) 护坡桩水平位移观测 , 采用方向法进行观 测 ,从基坑开挖开始观测至基坑回填时结束 ,土方开 挖期间和特殊天气后要每天早晚各观测一次 ,其他时间每周观测 23 次 ,并做好记录 。(2) 基坑附近已有

5、建筑物的沉降 、倾斜监测 ,使 用高精度经纬仪和水准仪分别测读楼角倾斜度与沉降的程度 ,从而判断是否对该建筑物引发不良影响 。结语该基坑支护方案的设计 ,在抓住关键技术和难 点问题的基础上 ,充分考虑了该工程的施工条件 ,并 结合场地工程地质的特点 ,合理选择了基坑支护形 式 。该支护方案不仅在技术上可行 ,而且经济合理 , 施工简单易行 。工程施工完毕后经过一个雨季的考 验 ,该支护没有出现质量问题 ,取得了较好的效果 。5作者简介 : 杜 峰 ( 1970 - ) , 男 , 陕 西 华 县 人 , 工 程 师 , 1994 年7 月毕业于西北建筑工程学院供热通风与空调工程专业 ,现 主要

6、从事建筑工程的施工技术管理工作 。收稿日期 :2004 - 04 - 04(编辑 盛晋生)形的增大 ,其裂缝宽度和长度也会逐渐发展扩大 ,而地基变形裂缝在稳定后不再继续发展 ; 温度裂缝形 成后裂缝的宽度和长度会随着气温而变化 ,但总的 趋势是保持在一定的范围内不再扩展 ; 超载裂缝一 般是荷载已接近临界值 ,裂缝会不断发展 ,甚至有可能导致结构的破坏或建筑物倒塌的严重后果 。1 . 4 根据裂缝的成因或诱发因素区别裂缝原因超载裂缝的位置与结构的受力状况相对应 ,沉 降裂缝取决于沉降曲线的形状与上部结构的刚度状 况 ,而温度裂缝则与当地温差 、屋盖保温隔热情况 、建筑物长度等因素有关 。图 1

7、长条形房屋出现的正八字沉降裂缝图 2非等高房屋出现的正八字沉降裂缝2 不同诱因的墙体裂缝特征2 . 1 地基不均匀沉降引起的裂缝特征2 . 1 . 1导致地基不均匀沉降的内在原因 导致地基产生不均匀沉降的原因很多 ,概括起来 ,主要有以下几个方面 :(1) 工程设计时未作地基勘察或勘察不细 ,没有 充分掌握工程的地质情况 ,导致了地基承载力设计 能力的不足 ,也有因勘察报告 、图纸失误而导致基础方案不当而造成地基不均匀沉降的情况 。(2) 软弱地基 、填土地基 、人工地基因其基土孔 隙率大 、压缩变形大 、变形持续时间长 ,施工稍有不 当就有可能出现地基不均匀下沉 。(3) 湿陷性黄土 (俗称

8、大孔土) 天然含水量低 、空 隙率大 ,具有较高的强度和较低的压缩性 ,但若浸水 后会导致土体抗剪强度降低 ,并出现明显的下沉变 形 。(4) 若地基因埋深不够而受冻膨胀 ,一旦温度回 升冻土融化就会出现地基下陷 。(5) 相邻建筑距离太近 ,基底标高相差较大 ,若 新建建筑物基础比旧建筑基础深 ,则新建建筑物受 到旧建筑荷载的影响就会出现地基不均匀沉降 。反 之 ,旧有建筑也会受到新建筑荷载的影响产生不均 匀沉降 。2 . 1 . 2 地基不均匀沉降裂缝的形态特征2 . 1 . 2 . 1正八字与倒八字裂缝 正八字与倒八字裂缝多数出现在纵墙挠曲较大的窗口的两个对角处 ,靠窗口处裂缝较大 ,往

9、里逐渐 缩小 ;若建筑物中部的下沉值较两端大 ,那么建筑物就会正向弯曲形成正八字裂缝 ;反之 ,建筑物则呈现 倒八字裂缝 。裂缝一般在建筑物下部出现较多 ,上 部较少 ;在两端较多 ,中部逐渐减少 。其形态特征见 图 1 、图 2 、图 3 。图 3长条形房屋出现的倒八字沉降裂缝2 . 1 . 2 . 2 斜裂缝除了八字形斜裂缝之外 ,常见的斜裂缝还有以 下几种 : 建筑物地基一端较弱或一端荷重较大 ,导致一端沉降量较大 ( 裂缝特征见图 4) ; 相邻建筑物间距较小 ,两建筑物因受荷载影响在相邻部位出 现不均匀沉降 ( 裂缝特征见图 5) ; 在建筑平面为 “l”“山”“工”字形的建筑物的纵

10、横交接部位 , 因地基基础密集 、应力重叠产生较大的沉降 ; 沉降缝设 置太小 ,当沉降缝两侧发生不均匀沉降时 ,因两部分 建筑不能向内自由倾斜 、产生水平挤压力而出现墙 体裂缝 。图 4 一端下沉导致的墙体裂缝图 5 相邻建筑物引起的沉降裂缝2 . 1 . 2 . 3竖向裂缝 竖向裂缝经常出现在底层的大窗台下 ,形态为建材技术与应用上部宽向下逐渐减小 ,这是因为窗间墙下基础的沉降量大于窗台墙下基础的沉降量所致 ; 在建筑物的 顶部 ,也经常因为一端沉降量较大 ,使墙顶形成较大 的拉应力而导致墙体开裂 。除此之外 ,地基不均匀 下沉导致的建筑物变形 ,也能在纵横墙交接处产生竖向裂缝 。2 .

11、1 . 2 . 4水平裂缝 水平裂缝一般发生在每个窗间墙的上 、下两对角处 ,一般成对出现 ,沉降大的一边裂缝在下 ,沉降 小的一边裂缝在上 ;靠窗口一侧的缝隙较大 ,向墙体内逐渐减小 。2 . 2 温度裂缝的形态特征温度收缩裂缝主要发生在顶层圈梁向下二三皮 砖的位置 ,原因是屋面板与墙体材料的膨胀系数不 同 (钢筋混凝土膨胀系数为砖的 2 倍) ,受热温度不同 (夏日阳光直射下的屋面板温度可达 60 ,而砖 墙同等环境下的温度仅为 35 ) ,因两者变形不一 致而使墙体承受主拉应力而开裂 。2 . 2 . 1 斜裂缝温度产生的斜裂缝形态有正八字形 、倒八字形 和 x 字形 ,其中以正八字形最

12、为常见 。裂缝主要出现在纵墙顶层两端的一二个开间内窗口的两对角处 ,多呈对称形分布 , 有时也可发展至房屋长度的1/ 3 位置 (见图 6) 。2 . 3 超载裂缝的形态特征墙体承载能力不足主要有以下几个方面的原 因 :一是水泥 、砖 、砂等砌筑材料不合格 ,砂浆配比不 准确 ,砂浆强度达不到要求 ,导致承载力不足 ; 二是 砌筑质量低劣 、灰缝过薄或过厚 、灰浆不饱满 、组砌不合理产生过大的压缩变形 ; 三是结构设计计算错 误 ,出现砌体强度不够或因为力的传递方向不对 、受 力不合理造成砖砌体承载能力不足而产生裂缝 ; 四 是因砖石砌体承载能力不足而产生超载裂缝 。2 . 4 因建筑构造设计

13、不当引起的裂缝建筑构造设计不当也能引起墙体裂缝 。其中 , 沉降缝设置不当易出现斜裂缝 ,伸缩缝设置不当易 出现竖向裂缝 ;紧接已有建筑扩建时 ,两建筑连接处 易出现裂缝 ;若圈梁 、地梁设置为不交圈梁 ,在梁端 的薄弱点上易出现竖向裂缝或斜裂缝 ; 建筑物抗震设防不够 ,当遇到较强的振动 ( 如地震 、石料场开山 放炮) 也可以导致墙体出现裂缝 。3结语墙体产生裂缝的原因较为复杂 ,但又是一个普遍存在的问题 。只有在正确分析裂缝形成原因的基础上 ,才能找到正确的解决办法和应对措施 ,充分保 证建筑物的结构安全 。作者简介 :董学斌 (1950 - ) ,男 ,山西清徐人 ,工程师 ,1976

14、 年 9月毕业于太原理工大学工民建专业 ,现从事施工技术管理工 作 。收稿日期 :2004 - 02 - 09(编辑于振朝)图 6 温度裂缝的常见特征2 . 2 . 2 水平裂缝水平裂缝一是出现在外墙屋顶或顶圈梁之下二 三皮砖的灰缝中 ,两端较为严重 (有时还形成水平包角缝) ,向中部逐渐减小 ;二是出现在外纵墙窗口处 ,在高大空旷的房屋中较为常见 ; 三是出现在高低跨 连接处 ,如单层厂房和生活间 。其中以第一种最为 常见 。2 . 2 . 3 竖向裂缝一是贯通房屋全高的竖向裂缝 ,常发生在房屋 过长又未设置伸缩缝的现浇钢筋混凝土楼盖 ,当温度骤然降低引起楼 ( 屋) 盖缩短时 ,楼盖拉动墙

15、体使门窗口或楼梯间薄弱部位产生贯通性裂缝 ; 二是出 现在现浇钢筋混凝土的梁端 ,因混凝土干缩变形 、与墙体变形不一致出现竖向裂缝 。新型内掺型石膏防水剂研制成功石膏产品是公认的绿色环保建材 ,但其水化结晶后 形成 的 50 % 60 %的 孔 隙 率 , 使 其 防 水 防 渗 十 分 困 难 。湖北黄石市天宫高新技术研究所张友新高工研制 成功的新型石膏防水剂 ,可望使速成石膏墙体防水的技 术难题得到解决 。经青岛英德利工程技术公司和青岛 建工学院实验室检测 ,其 2 h 吸水率为 0. 89 % ,24 h 吸 水率为 1. 77 % , 48 h 吸 水 率 为 3. 1 % ; 抗 折 强 度 为4. 85 mpa ,抗压强度为 8. 04 mpa ;48 h 软化系数 0. 72 ;冻 融循环质量损失 ( - 15 ,15 次) 1. 5 % ; 冻融循环强度 损失 ( - 15 ,15 次) 4. 2 % 。由于该防水剂在与石膏和增强剂 、缓凝剂的水化过 程中 ,将石膏中的水分排